авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |

«ОСОБЕННОСТИ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ВОЗДЕЙ- СТВИЯ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР Монография УДК ББК Авторский коллектив Прохоров ...»

-- [ Страница 2 ] --

В результате анализа вышеприведенной информации опреде лены перспективные конструктивные решения обуви и способы изго товления деталей верха и низа, позволяющие улучшить комфортные свойства обуви с учетом ее функциональности и назначения. Исполь зование предложенных новшеств позволит улучшить впорность обу ви, расширить ее ассортимент, а также внедрить ресурсосберегающие технологии.

Для решения аналогичных проблем в отечественном обувном производстве целесообразно рекомендовать использование:

• гибких разъемных элементов, например дополнительного задника, клапанов и язычка на «липучках», позволяющих улучшить комфорт при надевании обуви;

• усиливающих вставок для дополнительной боковой и пяточ ной опоры стопы, например в обуви для лиц пожилого возраста;

• в конструкции спецобуви покрытия для верха в виде микро пористой паропроницаемой пленки и специальной двухслойной по дошвы из полиуретана с подметкой в виде оболочки из нитрила, ус тойчивой к многочисленным химическим веществам и выдерживаю щей температуру около 300 °С;

• конструкции разборной обуви для расширения ассортимента за счет ее многофункциональности:

а) используя трансформирующиеся сетчатые системы для вер ха и низа, позволяющие осуществить конструктивные и декоративные преобразования за счет изменения взаиморасположения звеньев ука занной системы;

б) используя в комбинации и отдельно друг от друга сандалии и внутреннюю обувь, свободно вкладываемую в сандалии;

• на заготовке верха двух пар длинных крылышек вместо за тяжной кромки, для упрочнения конструкции и обеспечения скрепле ния обуви сшиванием или склеиванием;

• конструкции стелек:

а) из ламинированного вспененного материала с волнистой поверхностью для лучшей амортизации и вертикальными сквозными каналами для вентиляции, б) с мягким бортиком, расположенным по периферии геленоч ной и пяточной частей для обеспечения фиксации стопы, например, в детской обуви, в) из вспененного полимерного материала с седловидным уг лублением в пяточной части с дополнительным жестким элементом с бортиком для эффективной амортизации нагрузки;

г) с анатомическим ложем, в том числе с вкладышем;

• конструкции двухслойной подошвы, нижний слой которой выполнен из более твердого материала, верхний - имеет профилиро ванную поверхность по форме стопы, обеспечивая износостойкость подошвы и комфортность обуви;

• конструкции подошвы, на нижней поверхности которой и каблуке выполнены резиновые ребра, через которые проходит сетча тая вкладка, выполненная из стекловолокна, пластмассы или металла для увеличения износостойкости подошвы;

• каблука трехслойной структуры, верхний и нижний слои ко торого выполнены из жесткого материала, а между ними расположен слой из эластичного сжимаемого материала, например полиуретана, что позволит улучшить эргономические свойства обуви;

• способа литья двухслойной подошвы с одновременным кре плением на заготовку верха, при котором сначала отливается ходовая часть подошвы, а затем промежуточная с применением электростати чески заряжаемого войлочного рассекателя;

• способа соединения деталей обуви, в котором предусмотре ны химическое связывание эластичных и неэластичных деталей обуви с использованием функциональных групп этих материалов, модифи кация материалов с целью введения в них реакционноспособных функциональных групп;

добавка соединений, образующих сшивки, что позволит отказаться от склеивания деталей обуви, и сделает обувь более прочной и легкой;

• латексных отвердителей для увеличения жизнеспособности двухкомпонентных полиуретановых клеев, что улучшает санитарно гигиенические условия труда, а также создает условия для внедрения ресурсосберегающих технологий за счет экономии - дорогостоящего уретанового каучука;

• единой системы размеров и полнот детской обуви с учетом изменений в размерах стоп детей, произошедших в последние десяти летия, для улучшения впорности детской обуви. [1] Теплозащитные свойства обуви зависят от метеорологических условий. Показатели теплозащитных свойств, особенности конструк ции обуви зависят от ее целевого назначения, интенсивности выпол няемости физической работы. Судить об этих показателях позволяют данные, характеризующие тепловое состояние человека в указанной обуви, характер его ответных реакций на воздействие окружающей среды.

Однако человек живет и трудится в различных климатических условиях. Механизм его терморегулирования имеет ограниченные возможности. В связи с этим обувь выполняет терморегулирующую функцию и способствует снижению теплопотерь организма. Необхо димой функцией обуви является обеспечение дыхания, доступа ки слорода к коже ног человека, его гигиенические свойства. Особую роль играет статическое электричество, которым заряжаются как че ловек, так и обувь.

Физические свойства материалов и конструктивные особенно сти (пространство между ногой человека и обувью, зазоры между де талями и др.) обеспечивают обмен компонентов микроклимата двумя путями: проницаемостью через систему материалов или поглощением внутренними деталями с последующим выводом в окружающую сре ду при «отдыхе» обуви.

Вутриобувной микроклимат значительно отличается по своим параметрам от климата окружающей среды. Он может создаваться как естественным (обмен компонентов через пространство между ногой и обувью, зазоры между деталями обуви и через материалы), так и ис кусственным путем. Его показателями являются относительные тем пература и влажность, а также содержание диоксида углерода СО2.

наиболее благоприятными являются следующие относительные пока затели внутриобувного микроклимата: температура 21-33 °С, влаж ность – 60-73 % (в обуви из натуральной кожи 64,3 %), содержание СО2 – 0,8 %. Характер изменения температуры внутри обуви аналоги чен характеру изменения относительной влажности.

Температура воздуха внутри обуви имеет большое значение для физиологических функций человека, его самочувствия и работо способности.

Нормальная температура тела человека 36,6 °С. Однако, по верхность стопы при температуре окружающего воздуха 14-16 °С имеет температуру 28-32 °С, которая днем понижается и на поверхно сти, обращенной к стельке, она равняется 19-22 °С, а тыльной части 20-25 °С. Когда человек надевает обувь, температура поверхности стопы вначале несколько повышается, затем понижается и становится даже ниже температуры обнаженной стопы.

В таблице 1.2 представлена зависимость внутриобувного мик роклимата и изменениями объема стопы.

Возможность исследования микроклимата в обуви в реальных условиях эксплуатации представляет большой интерес. В последнее время для оценки гигиенических свойств обуви используют прямое измерение относительной влажности и температуры воздушных про слоек в обуви (микроклимата).

Т а б л и ц а 1. Зависимость между условиями внутриобувного микроклимата и изменениями объема стопы Обувь Контрольная Показатель специального обувь назначения Внутриобувной микроклимат после ходьбы в течение 60 мин:

относительная температура, °С 28,5 влажность, % 56,5 70, Увеличение объема стопы после ходьбы 4,9 6, в течение 60 мин, % Давление верха обуви на стопу, кПа 23,3 52, Отраслевой лабораторией ЛИТЛП совместно с лабораторией Агрофизического института была разработана портативная аппарату ра для исследования микроклимата в обуви в реальных полевых усло виях. Аппаратура предназначалась для испытания школьной обуви и в ней применены преобразователи влажности типа ТППВ с чувстви тельными элементами влажности и температуры, разработанные в Аг рофизическом институте. Датчики являются пассивными и не вносят в исследуемую среду изменений (тепловыделение и влагопоглощение датчиков пренебрежимо мало), что очень важно для измерений в ма лых объемах [1].

Комплект аппаратуры состоит из набора датчиков и измери тельного прибора. Основные технические данные:

• диапазон измерения влажности 50-100% ± 3%;

• диапазон измерения температуры 15-40°С ± 0,5°С;

• напряжение питания автономное (батарея «Крона ВЦ» - шт.) 18В;

• габаритные размеры измерительного прибора 200x120x мм.

При разработке методики измерений учитывается влияние трех основных факторов на микроклимат в обуви: собственно обуви, организма носчика и внешней среды. Все эти факторы взаимосвязаны.

Влияние обуви определяется особенностью материалов, ее впорно стью. Влияние организма носчика зависит от его теплового состояния, интенсивности потовыделения. Тепловое же состояние организма носчика зависит от одежды, физической нагрузки и индивидуальных особенностей. Относительная влажность, температура и скорость воз духа, радиационная температура, теплопроводность и теплоемкость грунта также оказывают влияние на микроклимат в обуви.

Одной из важнейших функций обуви является создание ком фортных теплоощущений стопы, что связано с определенным соот ношением процессов теплообразования, теплопередачи и массообме на (влагообмена) с окружающей средой. Динамика этих процессов в значительной степени зависит от влагообменных свойств, применяе мых материалов, а, следовательно, и от их теплофизических свойств [2].

Значение этих процессов особенно возросло в связи с широ ким использованием в обувном производстве синтетических и искус ственных материалов, имеющих специфические свойства.

С увеличением влагопоглощения коэффициент теплопро водности натуральной кожи, кларино и других материалов увеличива ется. Это не является неожиданным, так как коэффициент теплопро водности воды и=0,528 Вт/(м-К), то есть на порядок больше тепло проводности большинства материалов. Темп нарастания коэффициен та теплопроводности с увеличением влагосодержания зависит от вида материала.

Уменьшение коэффициента температуропроводности с увели чением можно объяснить увеличением объемной теплоемкости влажного материала в большей степени, чем увеличение.

С увеличением влажности синтетической кожи СК-8 от 0 до 55% коэффициент, увеличивается в 2,5 раза. Интенсивное повыше ние происходит при влажности 0-33%, а затем процесс стабилизиру ется. Коэффициент температуропроводности при этом почти не ме няется. Известно, что величина а характеризует скорость изменения температуры в любой точке тела. Это свидетельствует о том, что с увеличением нестационарное температурное поле в СК-8 практиче ски не меняется.

При изменении влажности винилискожи-Т утолщенной от 0 до 15% коэффициент теплопроводности увеличивается в 1,7 раза. При влажности 0-6% наблюдается поверхностное поглощение (адсорбция), которое происходит при почти постоянном значении коэффициента теплопроводности. Коэффициент температуропроводности при влаж ности 0-15% увеличивается в 1,5-2 раза. Установлено, что обработка винилискожи - Т токами высокой частоты увеличивает коэффициент теплопроводности примерно на 47% (=15%) при почти неизменном коэффициенте температуропроводности.

С увеличением влажности барекса от 0 до 20% коэффициент теплопроводности увеличивается в 2 раза. До влажности 15% коэф фициент теплопроводности монотонно повышается, а затем процесс стабилизируется, и коэффициент увеличивается незначительно. При мерно при такой же влажности в 1,5-1,7 раза увеличивается и коэффи циент температуропроводности.

Оптимальная система пакета теоретически должна состоять из материалов, имеющих одинаковые или близкие характеристики вла гопоглощения. Сложность подбора материалов иногда принуждает всю функцию влагопоглощения возлагать на первый со стороны стоп на слой пакета. Качественный анализ тепло- и влагообмена показыва ет, что важнейшим фактором, определяющим эти процессы, является интенсивность диффузии влаги в слоях материалов, образующих па кет.

В чем работали россияне зимой? Ассортимент утепленной специальной обуви хорошо известен: просто валенки, валенки на ре зиновом ходу, юфтиновые утепленные сапоги с гвоздевой подошвой, утепленные укороченные допельнопрошивные сапоги, цельноюфте вые гвоздевые сапоги на натуральном меху и унты. В конце 90-х го дов прошлого века этот ассортимент занимал около 90% от всего объ ема специальной утепленной обуви России. В 2004 году - уже 70%. А в 2005-м, по прогнозам, снизилась до 60%. Рабочая Россия осваивает новую обувь. Обувь, которая не боится холода.

Каждый год позиции у старого ассортимента отвоевывает но вая утепленная обувь. Частично - импортная, частично - российская, сделанная с помощью новых технологий, по новым ТУ и ГОСТам.

Утепленная спецобувь должна обладать определенным набором за щитных свойств, которые обеспечивали бы безопасность рабочего в конкретных «специальных» условиях. На каждом рабочем месте не обходимо определить, какие именно защитные свойства здесь в при оритете, и уже тогда подбирать обувь, создающую для работника мак симальную защиту именно в этих условиях. Кроме того, необходимо помнить и о комфортности обуви, а это - способность обуви к под держанию микроклимата, наиболее благоприятного для стопы (темпе ратура, влажность, биологические факторы), впорность (то есть обле гаемость обувью стопы) и вес обуви.

Было проведено много работ в различных странах по разра ботке и расчету пакета материалов для защиты стопы от низких тем ператур. В последнее время издан ряд работ по обеспечению ком фортности стопы. Это Международный сборник научных трудов «Проблемы создания гибких технологических линий производства из делий из кожи», где напечатана работа Стеценко Л.И. и Коновал В.П.

описывающая теплозащитные свойства материалов [3]. Комфортные условия в обуви определяются ее способностью поддерживать во внут-риобувном пространстве необходимые влажность и температуру, которые, в свою очередь, зависят от выбранных для изготовления обуви материалов и ее конструкции. За результатами научных дан ных, проведенными чешскими учеными, было установлено, что отно сительная влажность во внутриобувном пространстве составляет 40 60%, а температура 21-25 °С. В связи с широким использованием син тетических материалов эти данные требуют проверки. Зарубежными фирмами представлено большое количество водо-, ветрозащитных, «дышащих», теплозащитных синтетических материалов для верха обуви.

Например, Соо1Мах® Тас1е1® (Кулмакс), (Тактель), Thermafleece® (Термафлик), ThermaStat® (Термастст), Termmatec® (Терматек), Thinsulete® (Тинсулейт), Gore-Tex® (Гортекс), АIR 8000® (Айр 8000) и другие [3].

В работе Леденевой И.Н. и др. большое внимание уделяется обуви, эксплуатируемой в условиях пониженных температур [4]. Ис следования воздействия низких температур на человеческий организм показывают, что травматическому действию холода подвергаются, прежде всего, конечности и особенно ноги человека. По данным ис следований Н.И. Герасименко, в условиях севера количество обморо жений находится в тесной связи с погодными условиями (температу рой, влажностью, скоростью движения воздуха). Их основной причи ной было повышенное влагосодержание одежды и обуви (мокрая обувь, рукавицы и пр.). Более 70% этих обморожений составили пере охлаждения конечности, из них более 60% - ноги. Однако даже если организм человека и не подвергается действию холода в такой степе ни, что наступает обморожение, то весьма часто охлаждение организ ма, в том числе и конечностей, вызывает болезненные явления, раз личные простудные заболевания. Между тем, вопрос о теплозащит ных свойствах обувных материалов, предназначенных для носки в ус ловиях пониженных температур, остается недостаточно исследован ным, а количество разработок, дающих рекомендации для усовершен ствования и расширения ассортимента утепляющих материалов и ме тодов изготовления утепленной обуви, весьма мало. Следовательно, очевидна необходимость изучения теплозащитных свойств обувных материалов и конструкций обуви с улучшенными теплозащитными свойствами, отвечающие все возрастающим запросам потребителей.

Существуют различные способы увеличения теплопроводности мате риалов. Самыми распространенными являются различные конструк ции вкладных стелек: утеплительная стелька для обуви (состоит из трех слоев, внутренний - токопроводящий, внешние - изоляционные, слои выполнены из полимерного материала, при этом внутренний слой подключен к источнику;

вкладная утепляющая стелька (вкла дыш, помещенный в оболочку, состоит из нескольких чередующихся слоев, один из которых представляет собой отражающий экран, а дру гие - сетку из упругих материалов);

устройство для обогрева стопы (многослойная вкладная стелька, содержащая электр нагревательный элемент с малогабаритным источником питания и токопроводом.

Электронагревательные элементы выполнены в виде ситаловых пла стин, снабженных контактами и расположенных в носочно-пучковой и пяточно-перейменых частях внутреннего слоя стельки);

стельки для обогреваемой обуви (стелька имеет полость с веществом, выделяю щим тепло при химических реакциях. Полость закрыта текстильным материалом, соединенным со стелькой с помощью самосцепляющейся застежкой и др. Также предлагались различные конструкции согре вающих носок, содержащих электронагревательные элементы. Рас сматривалась система удаления влажного воздуха из внутриобу-вного пространства [4]. Обувь содержит подметку и промежуточную по дошву со сквозными отверстиями. Между подметкой и промежуточ ной подошвой расположена система для одностороннего прохода воз духа, которая содержит слой ткани, разделенной воздухопроницаемой мембраной. Влажный воздух проходит из внутренней полости нару жу.

С марта 2001 года институт в Ноэнштейне (Германия) начал разработку микротермического материала РСМ, обеспечивающего ре гулирование температуры во внутриобувном пространстве во время холодной и промозглой погоды [5]. Аналогичные материалы для обу ви до сих пор не применялись. В создании регулирующих температу ру волокон, тканей и пен институт кооперируется с более чем 200 из готовителями материалов для одежды, обуви и текстильных материа лов для домашнего обихода.

В докладе Керимова Т. на международной конференции «Со временные проблемы текстильной и легкой промышленности» было рассмотрено определение теплозащитных свойств обуви из воздухо наполненных материалов в динамических условиях [6]. Динамическая оценка теплозащитных свойств обуви требует определения их темпе ратуропроводности. Известно, что понятие «температуропроводность обуви» с физической точки зрения является условным, так как обувь представляет собой гетероструктурное изделие из совершенно раз личных материалов и воздушных прослоек между ними. Поэтому, по нятие «температуропроводность обуви» следует рассматривать как эквивалентную характеристику, причем, ее следует определять от дельно для верха и низа обуви, так как конструктивные системы мате риалов верха и низа существенно отличаются друг от друга по тепло емскости и теплопроводности. Для исследования обуви из воздухона полненных материалов в реальных условиях носки были разработаны и изготовлены для опытных образцов датчики-тепломеры. Принцип действия этих тепломеров, как и термопар, основан на эффекте Зибе ка, определяющем величину теплового потока. Для определения теп лофизических данных обуви в динамических условиях образцы обуви были снабжены датчиками-тепломерами, а также теплопарами, кото рые определяют значение температуры внутренних и наружных стен обуви. Ношение обуви осуществлялось в климатической барокамере.

Существует патент на обувь с подогревом для спортсменов (велосипедистов, конькобежцев) и жителей холодных районов. Дан ная обувь содержит размещенный в подошве (стельке) электронагре вательный элемент. Источник питания с помощью эластичного ремня закрепляется на щиколотке. Предусмотрены электронный контроль температуры внутри обуви и ручной регулятор ее величины.

Как известно, рабочая обувь является неотъемлемой частью обеспечения комфорта, безопасности и мотивации труда рабочих мно гих специальностей. Современные условия производства предъявляют высокие требования к качеству рабочей обуви, к внешнему виду (ди зайну), комфортности, функциональности, что в свою очередь пред полагает усовершенствование базовых и разработку новых моделей с использованием современных материалов и технологий. Большое зна чение теплозащитная обувь имеет для процессов теплообмена орга низма человека с окружающей средой, для обеспечения нормальной деятельности терморегуляции человека при низких атмосферных тем пературах и связанное с этим ощущение комфортности. Комфортные условия в обуви определяются ее способностью поддерживать во внутриобувном пространстве необходимые влажность и температуру, которые, в свою очередь, зависят от физиологических особенностей терморегуляции организма, от метеорологических факторов окру жающей среды, от выбранных материалов и других факторов. Несо блюдение требований к комфортности может привести к тяжелым по следствиям для потребителя. Нужно отметить огромную роль стопы, которая является большим «резервуаром тепла» и участвует в тепло обмене организма. Изменение температуры конечностей играет роль буфера для организма в целом и обеспечивает постоянство темпера туры висцеральных органов и их нормальную работу.

В проблемной лаборатории инженерной теплофизики Киев ского национального университета технологии и дизайна были вы полнены научно-исследовательские работы на тему «Теплофизиче ские свойства кожевенно-обувных материалов и влияние на них тех нологических особенностей производства» [6].

В работе приведены основы теории теплофизических характе ристик кожевенно-обувных материалов, рассмотрены теплоемкость и теплопроводность синтетических гомогенных полимеров, рассчитана эффективная теплопроводность дисперсных волокнистых материалов и кожевенно-обувных композиций, описаны методы эксперименталь ного ее определения, приведены данные по теплофизическим харак теристикам этих материалов, использованные при разработке спец обуви для рабочих металлургических цехов.

Описано взаимное влияние тепломассобменных и деформаци онных процессов в дисперсных системах при их нагружении и растя жении. Выполнены оценки температуры стопы в спецобуви, решен ряд задач контактного теплообмена, характерных для технологиче ских процессов производства и эксплуатации обуви.

Описаны оригинальные технологические процессы кожевен ного и обувного производства (контактно-вакуумная сушка кож хро мового дубления, применение знакопеременных температур при фор мовании обуви из синтетических кож).

Разработаны и внедрены в производство новые виды напол ненной теплоизоляции, изучены их теплофизические свойства и про цессы старения связующего.

Полученные данные могут быть использованы при выполне нии научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ в области легкой и бытовой промышленности. На основе этих данных разрабатываются учебные пособия.

Влияние вида материалов наружных деталей заготовок из опойка и выростка хромового дубления на тепловое сопротивление незначительно. В большей степени это влияние сказывается, если на ружные детали изготовляются из шерстяных и полушерстяных тканей повышенной толщины. При использовании на наружные детали боти нок вместо опойка хромового дубления и других, близких по структу ре материалов той же толщины разницы в показателях теплового со противления верха и всей обуви нет.

Однако в зависимости от материала подкладки тепловое со противление веха изменяется более чем в три раза. В наибольшей сте пени увеличивается тепловое сопротивление обуви при использова нии подкладки из толстых волокнистых или ворсовых материалов, например меха. Однако следует иметь в виду, что ворс меха легко сминается под давлением. При этом уменьшаются толщина ворса, суммарная толщина воздушных прослоек, ухудшается тепловое со противление сминаемого меха.

Влияние межподкладки из обычных материалов - бязи или миткаля на теплозащитные свойства обуви несущественно, так как толщина этих тканей очень мала. При использовании других материа лов тепловое сопротивление обуви может быть значительно повыше но. Это достигается за счет того, что межподкладка обуви изготавли вается из утолщенного материала с большим количеством воздушных прослоек. Для межподкладки обуви повседневной носки были исполь зованы хлопчатобумажные и хлориновые сетки, а капроновые сетки в два слоя, скрепленные зигзагообразной строчкой, - в качестве проме жуточной детали переда и поднаряда в утепленных сапогах. Сетки в два - три слоя повышают тепловое сопротивление верха обуви в такой же степени, как и подкладка из шерстяных тканей. Использование в обуви с сетчатыми утеплителями подкладок с высоким сопротивлени ем истиранию позволяет повысить долговечность обуви, сохранить теплозащитные свойства обуви в процессе носки.

Для защиты от пониженных температур применяются мате риалы с низкой теплопроводностью:

• подошва - пористая резина;

• стельки - жесткая кожа;

• подкладки - натуральный или искусственный мех;

• межподкладки - тинсулейт, синтепон, шерстяное сукно.

На комфортность стопы при защите ее от низких температур во многом влияет и низ обуви. Наиболее высокие теплозащитные свойства низу и всей конструкции обуви придают подошвы из порис той резины. Кроме того, от метода крепления подошв зависит плот ность всей конструкции низа обуви: степень сжатия деталей, наличие или отсутствие воздушных прослоек. Все это изменяет показатели те плозащитных свойств низа и влияет на показатель полного суммарно го теплового сопротивления обуви. Наиболее распространенные ме тоды крепления низа (клеевой, горячей вулканизации) в равной степе ни не обеспечивают высоких показателей теплозащитных свойств.

Поэтому для повышения теплозащитных свойств обуви при химиче ских методах крепления низа необходимо применять для низа мате риалы с наиболее низкой теплопроводностью и с повышенной толщи ной подошв. Кроме того, данные исследований подтверждают, что при наличии металлических крепителей снижаются теплозащитные свойства низа. Поэтому гвоздевой метод крепления монолитных рези новых подошв рекомендуется для зимней утепленной обуви лишь то гда, когда необходимо добиться повышенной износостойкости низа.

Для повышения теплозащитных свойств низа обуви в этом случае не обходимо применять дополнительные меры.

При эксплуатации обуви в зимний период часто в качестве до полнительных утеплителей используются вкладные легко вынимаю щиеся стельки.

Институт катализа СО РАН и ЗАО "Катализаторная компания" предлагают влагопоглощающие стельки многоразового использования для военнослужащих, буровиков, шахтеров, строителей, спортсменов и др. категорий населения, вынужденных находиться в течение дли тельного времени в условиях низких температур без смены обуви [8].

Стельки, изготовленные из нового влагопоглощающего компо зитного материала, эффективно адсорбируют выделяемый стопами ног пот с одновременным выделением тепла, устраняют запах в обуви и обеспечивают высокий уровень комфортности ног при низких тем пературах и интенсивной физической нагрузке.

Рис. 1.8. Влияние стелек на стопу Достоинства новых стелек:

• снижают степень риска простудных заболеваний;

• препятствуют развитию грибковых образований в обуви, микробных заболеваний кожи ступней;

• легко восстанавливают свои свойства после сушки (40- °С);

• прочны, (длительность эксплуатации стельки не менее 1 го да).

Полпред президента РФ в Сибирском федеральном округе ре комендовал начальнику тыла Вооруженных сил РФ использовать в армии разработку сибирских ученых - самонагревающиеся стельки [8].

Стельки разработаны в Институте катализа Сибирского отде ления РАН. Как пояснил заместитель директора института Александр Носков, стельки изготовлены из специального сорбента, который по глощает влагу и выделяет при этом небольшое количество тепла.

Кроме того, стельки устраняют неприятный запах. Если их сушить на батарее, то они легко восстанавливают свои свойства и могут прослу жить более года. Стельки способны поддерживать температуру 18- градусов в течение пяти-шести часов. Стельки прошли испытание в Чечне, где их использовали бойцы Новосибирского СОБРа. Стельки изготовлены из нового влагопоглощающего композиционного мате риала и эффективно адсорбируют выделяемый стопами ног пот с од новременным выделением тепла. Стельки устраняют запах в обуви и обеспечивают высокий уровень комфортности ног при низких темпе ратурах и интенсивной физической нагрузке. Суровый климат России требует дополнительных затрат на обеспечение приемлемых условий жизнедеятельности человеческого организма. Особое значение для поддержания высокой трудоспособности и здоровья имеет предот вращение переохлаждения ног в холодное время года. Решение про блемы осложняется тем, что поверхность человеческого тела постоян но выделяет влагу в виде пота и паров воды. Испаряющаяся с поверх ности стопы влага не только дополнительно охлаждает ногу, но и уве личивает влажность воздуха внутри обуви до 100%. При низких тем пературах эта влага конденсируется и впитывается внутренними по верхностями обуви, увеличивая ее теплопроводность в несколько раз и усиливая охлаждение ног. Использование меховой зимней обуви в теплых помещениях приводит к перегреву и переувлажнению стоп, поэтому многим людям на месте работы или учебы приходится ис пользовать сменную обувь. Американские, европейские и японские фирмы производят много стелек, основной осушающий эффект кото рых достигается за счет сложной системы вентиляции обуви возду хом. Но это недопустимо в холодную или сырую погоду. Существуют зарубежные стельки, способные одновременно выделять небольшое количества тепла и поглощать избыточную влагу, но они очень дороги - около 25 долларов за пару, что практически составляет стоимость недорогих зимних ботинок в России. Сибирскими разработчиками был создан материал, влагопоглощающие и тепловыделяющие спо собности которого в 3-5 раз выше, чем у ранее известных влагопогло тите-лей. Этот композитный материал состоит из прочной керамиче ской гранулы, в порах которой размещен кристаллогидрат влагопоглотитель. При температуре ниже +35 С новый материал ак тивно забирает из окружающей среды влагу (столько же, сколько ве сит сам) и выделяет тепло. Стельки оптимально подходят для военно служащих, буровиков, шахтеров, строителей, спортсменов и других категорий населения, вынужденных находиться в течение длительно го времени в условиях низких температур без смены обуви.

Также в Институте катализа Сибирского отделения РАН были изготовлены лечебно-профилактические влагопоглощающие стельки из нового влаго-поглощающего композитного материала. Они эффек тивно адсорбируют выделяемый стопами ног пот с одновременным выделением тепла, устраняют запах в обуви и обеспечивают высокий уровень комфортности ног при низких температурах и интенсивной физической нагрузке [9].

Достоинства стелек: снижают степень риска простудных забо леваний;

препятствуют развитию грибковых образований в обуви, микробных заболеваний кожи ступней;

легко восстанавливают свои свойства при просушивании (40-80°С);

прочны.

Hotronic (Хотроник) - стельки с подогревом, основной осу шающий эффект которых достигается за счет сложной системы вен тиляции обуви воздухом. Они состоят из приформованной выгнутой пяточной части, передней части, рассчитанной для пальцев ног. Они тонкие, округлые, на клеевой пленке. Устройство обеспечивает шесть с половиной часов обогрева.

Grabber Mycoal (Граббер Майкоул) изготовляет обогреватель ные устройства для рук, пальцев ног, стельки с подогревом. Они обес печиваю адсорбцию пота на внутренней и внешней поверхности мате риала. Устройства обогрева пальцев ног крепятся поверх носков под пальцами. Устройство обеспечивает шесть с половиной часов обогре ва.

В зимний период обувь используют с внутренней обувью: нос ками, чулками, портянками или тем и другим одновременно.

Как доказали ученые, мало что может сравниться по целебно сти с овечьей шерстью. После ряда исследований они пришли к сле дующему выводу: свойство овечьей шерсти - снимать боль - основано на пяти дополняющих и усиливающих друг друга принципах воздей ствия: химическом, электростатическом, массажном, согревающем и влаговыводящем.

Химическое воздействие: шерсть содержит особое вещество ланолин, входящее во все антиаллергические, противовоспалительные препараты, способствующие заживлению ран и переломов. Овечья шерсть содержит ланолин в большем количестве, чем шерсть других животных. Именно, благодаря этому веществу, шерстяные волокна непосредственно воздействуют на рецепторы кожи и ускоряют реге нерационные процессы в клетке в целом в поясничной области, сни мая при этом болевые ощущения.

Электростатическое воздействие: в процессе эксплуатации шерстяные волокна трутся друг об друга и создают электростатиче ское поле, которое благотворно влияет на человека, оказывает силь ный оздоровительный эффект.

Массажное воздействие: волокна шерсти, непосредственно прилегая к коже, осуществляют микромассаж, что приводит к усиле нию микроциркуляции крови.

Согревающее свойство: шерсть имеет очень сложную структу ру, состоящую из пористых клеток, с большим количеством воздуш ных полостей. Это придает шерсти уникальные теплоизоляционные свойства, а также мягкость и легкость, что обеспечивает огромное преимущество перед другими материалами. Прогревание не только улучшает микроциркуляцию крови в области поясницы, но и благо творно влияет на внутренние органы, в частности прогревание реко мендовано при заболеваниях почек.

Влаговыводящее свойство: овечий мех поглощает 33% влаги (для сравнения, хлопок поглощает 8%, синтетика 0%) и прекрасно ис паряет ее, оставаясь при этом сухой. Такое прогревание сухим теплом прекрасно лечит лимфаденит, успокаивает ревматические боли в сус тавах.

Носки «Артемида» согревающие с массажной стопой.[10] Ангора + овечья шерсть. Носки имеют специальное "точечное" по крытие на ступне. Воздействуя на активные точки, оно улучшает кро вообращение, что способствует профилактике многих заболеваний.

Носки шерстяные изготовлены из овечьей шерсти и ангоры, обладают массажирующими и согревающими свойствами. Состав 30% поли амид, овечья шерсть 30 %, ангора 40%. Цвета: натуральный светлый.

Размеры: 39-42, 43-45. Производятся в Италии, по заказу компании ООО "АРТЕМИДА-М".

За технологией ComforTemp (КомфорТемп) обувь работает как персональный термостат: накапливает и контролирует тепло вашего тела дня поддержания наибольшего уровня комфорта внутри обуви.

Технология разработана для NASA и спецподразделений ВМФ США «Морские котики». ComforTemp - высококачественная, дышащая по лиуретановая пена, насыщенная миллионами капсул микронного раз мера, каждая из которых наполнена, так называемым, «фазоизменчи вым» веществом. Они собирают и сохраняют тепло и отдают его по мере необходимости. «Пограничная» температура, при которой про исходит изменение в структуре вещества, заполняющего капсулы + °С [7].

Когда температура внутри обуви становится ниже этой отмет ки, капсулы начинают выделять накопленную ими энергию, сохраняя ногу в тепле дольше всех известных промышленных теплоизолирую щих материалов. В состоянии неподвижности выделяется энергия, на копленная в капсулах. Оригинальность ComforTemp в том, что капсу лы легко могут быть «заряжены» снова, для этого надо лишь подви гаться или ненадолго зайти в обогреваемое помещение.

Анализ новых технических решений показал, что основными целями отечественных и зарубежных разработок является: улучшение комфортности обуви - её гигиенических и эргономических свойств, а также теплозащитных свойств за счёт совершенствования конструк ций и способов изготовления деталей верха и низа обуви, применяе мых материалов. Большое количество изобретений посвящено раз личным конструкциям стелек. В патенте РФ № 2217026 предложена конструкция вкладных стелек, которые используются для повышения комфортности обуви. Она включает в себя верхний и нижний слои из высокоэластичного и термопластичного материалов, скреплённые по периферии в виде герметичной оболочки, которая содержит одну или несколько камер, расположенных в зонах контакта плантарной части стопы и соединённых между собой каналами. При использовании данной вкладной стельки улучшаются эргономические свойства стельки, повышаются надёжность при эксплуатации и комфортность обуви. [13] В патенте США № 5958546 предложен способ получения стельки с вкладышем, предусматривающей особенности строения стопы человека.

Оригинальный вид обуви с противоскользящими свойствами предложен в патенте РФ № 2217025. Для повышения удобства при ходьбе на подошве размещены вакуумные присосы, сообщающиеся с выполненным в каблуке вертикальным каналом, в котором помещён подпружиненный клапан. Для закрывания клапана может быть ис пользован сенсорный датчик. [12] В патенте РФ № 2217024 также предложена подошва с проти воскользящими свойствами, которая состоит из двух слоев. Наружный слой выполнен из эластичного упругого материала и состоит из плот но прилегающих друг к другу частей, разделённых линиями сгиба по дошвы. Такая конструкция подошвы облегчает отрыв ноги от опорной поверхности при ходьбе. [11] Многие авторы совершенствуют конструкции деталей низа, решая проблему комфортности обуви. Например, в патенте США № 6199304 предложена конструкция стельки из ламинированного вспе ненного материала, выполненной с волнистой поверхностью для луч шей амортизации и с несколькими вертикальными сквозными канала ми, которые создают эффект вентиляции при ходьбе. [5] В последнее время зарубежные фирмы предлагают большое количество новых материалов и комплектующих для производства обуви. Немецкая фирма Forestale CmbH создала новые подкладочные материалы. [6] Это Agotex РВ - материал с хорошими абсорбционными свой ствами и оптимальными возможностями для поддержания температу ры, который может применяться для производственной, специальной (в том числе армейской) обуви. Agotex LD - для заготовок из очень мягкой кожи и текстильных материалов с водоотталкивающими свой ствами, высокой прочностью на разрыв и способностью приклеивать ся всеми видами клеев. Agotex VR - материал с антискользящими свойствами, рекомендуется для обуви, в которой требуется фиксация положения стопы. [7] Комфортность обуви зависит от многих факторов, важнейши ми из которых являются её термоизоляционные свойства, необходи мые в холодных условиях.

Методы определения тепловых характеристик обувных мате риалов основаны на стационарном и нестационарном тепловых режи мах. Методы, основанные на стационарном тепловом режиме, харак теризуются простотой и вследствие этого получили наибольшее рас пространение. При использовании их для определения коэффициента теплопроводности создаётся и измеряется тепловой поток, проходя щий через образец, и фиксируется перепад температур между двумя изотермическими поверхностями. Недостатками этих методов явля ются необходимость поддержания во время опыта условий стацио нарного теплообмена, что при изменении температуры с заданной по стоянной скоростью довольно трудно и приводит к появлению оши бок, а также значительная продолжительность испытаний.

К методам, основанным на стационарном тепловом потоке, относятся калометрический и сравнительный, предусматривающие определение коэффициента теплопроводности и коэффициента внут ренней теплопередачи при постоянном градиенте температур. Эти ме тоды предусматривают определение коэффициентов теплопроводно сти, температуропроводности и теплового сопротивления. Наиболее часто из них используют метод регулярного теплового режима, мгно венного источника тепла и метод определения температуропроводно сти при изменении температуры с постоянной скоростью. Теплоза щитные свойства обувных материалов определяются с помощью ме тода, основанного на нестационарном тепловом обмене, заключающе гося в определении коэффициента теплопередачи и расчёте их тепло вого сопротивления.

Комфортность можно оценивать с помощью целого ряда мето дов, которые, обеспечивая контроль готовых изделий, должны осуще ствлять дифференцированный термодинамический баланс в опытных образцах, быть достаточно простыми в реализации и давать воспроиз водимые результаты, и, наконец, ориентироваться на реальные усло вия эксплуатации. Всем этим требованиям отвечает недавно созданная система CYBOR - результат совместной работ нескольких немецких научных центров. [4] Система CYBOR предназначена для создания различных кли матических условий для проведения испытаний изделий. Система включает узел нагрева с измерительно-регулирующими устройствами, куда помещается тестируемое изделие, и систему управления, которая с помощью математических программ позволяет наглядно проследить процесс. Кроме того, система располагает моделями различных частей тела - анимационными моделями (рис. 1.9). Термодинамические рабо чие характеристики CYBOR ориентированы на физиологические па раметры.

Методы, использованные в работе системы, сопоставимы с международными апробированными стандартными методами.

Рис. 1.9. Анимационные модели При этом практика показала, что чувствительные элементы CYBOR реагируют даже на незначительные различия в их свойствах.

Главным же её преимуществом стал уже упомянутый выше гуманно физиологический аспект. CYBOR была применена для определения глобальных показателей обуви. В качестве опытных образцов были выбраны три пары обуви с мембранным материалом Gore-Tex две из нубука светло-коричневого и темно-коричневого цветов, одна - из гладко-чёрной кожи. Условия испытания указаны в таблице 1.3.

При сравнении результатов этих опытов видно, что данные опыта №3, имеющего гуманно-физиологическую направленность, не коррелируют с данными физически ориентированных опытов №1 и №2. Это вполне объяснимо, поскольку при смещении потоков сухого и влажного воздуха, по сравнению с сепаратным (отдельным) их по ступлением имеет место распределение энтальпии.

Т а б л и ц а 1. Условия испытания Номер Температура, Перепад давления водяных паров, опыта Мбар °С 1 9, 1 (только сухой тепловой поток) 19, 2 (только влажный тепловой поток) 3 0 19, Таким образом, становится ясно, что на основе только физиче ских испытаний сделать надёжный прогноз о комфортности обуви не возможно - необходимо учитывать реальные условия носки. В этой связи в дальнейшем было проведено сравнение опыта № 3 с динами ческими испытаниями (с использованием модели ноги) и опытной ноской, которая осуществлялась в климатической камере фирмы Fa.Gore. При этом два сенсора температуры и влаги, расположенные в середине свода стопы и в области пальцев, измеряли параметры мик роклимата во внутренней части обуви и передавали результаты на вы числительную машину.

Для анализа использовались значения, полученные после три дцатиминутной физической нагрузки. Результаты этих испытаний по казали, что в случае опыта №3 и динамического моделирования имеет место существенная дифференциация температуры и относительной влажности воздуха в зависимости от материала.

В случае же опытной носки у всех трёх пар испытываемой обуви их значения мало отличались друг от друга. Это ещё раз под твердило правильность выбора физиологически оправданного уровня температуры.

В изменении показателей относительной влажности воздуха при всех видах испытаний прослеживалась чёткая закономерность. В зависимости от материала они варьировались в одной и той же после довательности, только на разных уровнях влажности.

С помощью CYBOR исследуются и свойства подкладочных материалов. Для тех же пар обуви были проведены тесты на сопро тивление паропроницаемости и термическое сопротивление. Решаю щее значение для внутриобувного микроклимата имеет не только со противление материала подкладки паропроницаемости, но и его структура: через искусственный мех, имеющий рыхлую ворсистую поверхность, влага отводится эффективнее, чем через относительно гладкий текстиль.

Проведённые исследования наглядно показывают, что для по лучения точной оценки комфортности обуви необходимо проводить её всесторонние испытания. Данные, которые базируются только на тестировании материалов заготовки, могут оказаться непригодными для использования или даже неправильными. Эта проблема успешно решается с помощью CYBOR, которая благодаря высокой точности измерений выявляет незначительные различия в материалах и конст рукциях обуви, позволяя оптимизировать технологии её производства.

[4] Условия среды на территории нашей страны настолько раз личны, что они требуют разнообразных способов обеспечения челове ку комфорта с помощью жилища и одежды. Имеется ряд профессий и видов деятельности, которые связаны с длительным пребыванием че ловека на открытом воздухе и часто совершенно лишают его возмож ности пользоваться жильём. С точки зрения комфортности обуви очень важны данные об особенностях опорной поверхности - характер почвы, которая может быть песчаной, каменистой, болотистой, глини стой, наличие на ней снега или льда. Существенными являются пока затели температуры поверхности почвы, глубины снежного или рас тительного покрова, влажность почвы. Решающими часто служат данные о климатических и погодных условиях.

Обувь, спроектированная с учётом климатических особенно стей, рас ширит зону комфорта, повысит трудоспособность, а в от дельных случаях предохранит от некоторых заболеваний. Особую роль она приобретает в тех условиях, когда человек вынужден дли тельное время находиться без жилищ или по роду своей деятельности подвергаться охлаждению в закрытых помещениях.

Комфортность обуви - это обеспечение удобства при эксплуа тации обуви, способность обуви к поддержанию микроклимата, наи более благоприятно го для стопы (температура, влажность, биологи ческие факторы), впорность (облагаемость обувью стопы) и вес обуви [1].

Комфортность обуви зависит от сочетания многих факторов качеств;

кожи, температурных и химических характеристик материала подошвы и верха, правильно сконструированной колодки, эластично сти, веса и т.д., а также внутреннего микроклимата ботинка (тепло, влажность и т.д.).

С учетом трудоемкости и надежности различных методов, достоверности и точности получаемых результатов признано целесо образным оценивать комфортность прямым измерением температуры стопы, особенно для выявления степени обжатия, а также температу ры и влажности внутриобувного пространства в процессе эксплуата ции обуви.

Теплозащитные свойства обувных материалов определяют на стандартном приборе по коэффициенту теплопроводности (ГОСТ 6068-51) или по методу Г.К. Кондратьева на бикалориметре [7].

Целью этих исследований является оценка влияния обуви из полимерных материалов на функциональное состояние организма че ловека в зависимости от климатических условий, сезона года, возрас та, физической нагрузки.

Изучение зависимости теплового состояния человека от тепло защитных свойств обуви проводится на практически здоровых людях, подобранных по возрасту, весу, росту, характеру питания.

Исследование образцов проводятся на 5 испытуемых путем 3-х кратного повторения опыта. До начала опыта испытуемые должны в течение 40-50 минут находиться в комфортных условиях при темпе ратуре от +20 °С до -20 °С, т.к. в течение этого времени устанавлива ется стационарный режим теплообмена человека с окружающей сре дой при минимальном напряжении терморегуляторных реакций, по сле чего производится регистрация изучаемых показателей. Длитель ность опыта составляет 1,5 часа, в течение которых показатели реги стрируются через каждые 30 минут. Если испытуемый отмечает дис комфортное состояние замеры необходимо произвести в этот момент.

Исследования проводятся до ощущения "холодно" или "жарко", если эти ощущения появляются к концу 1,5 часового опыта, исследуемая обувь считается соответствующей изучавшимся метеоусловиям и мо жет быть рекомендована населению. Исследования проводятся в ме теорологических условиях, соответствующих назначению изделия в одно и то же время суток. Наряду с исследуемой частью комплекта одежды остальные ее части подбираются так, чтобы они по своим те плозащитным свойствам соответствовали сезону года и были бы оди наковыми у всех испытуемых [7].

Для суждения о теплообменных процессах организма человека изучается температура тела и кожи, радиационно-конвективный теп лообмен, влагопотери, теплопродукция, интенсивность потоотделе ния, а также показатели внутриобувного микроклимата (температура, влажность). Температуру кожи, плотность теплового потока и интен сивность потоотделения измеряют в следующих точках: лоб, кисть, грудь, бедро, голень, стопа.

Термическое сопротивление обуви рассчитывается по сле дующей формуле:

Р= (ТК-Т0)/О-0,15м2-град/Вт (1.1) где Р - термическое сопротивление обуви;

Тк - средневзвешенная температура кожи;

Т о - температура наружной поверхности обуви;

О - средневзвешенный тепловой поток поверхности кожи;

0,15 м2-град/Вт - термическое сопротивление воздуха. При изучении терморегуляторных реакций большое внимание уделяется исследованию уровней тепловых потоков с поверхности тела челове ка, что позволяет оценивать теплозащитные свойства обуви в связи с непосредственным ее назначением, которое заключается в снижении радиационно-конвективных теплопотерь [7].

Для определения тепловых потоков с поверхности тела чело века может быть использован биотепломер, который изготавливается экспериментально-техническим производством Московского НИИ ги гиены им. Ф.Ф. Эрисмана.

Теплопотери испарением рассчитываются на 1 час и опреде ляются путем взвешивания человека на медицинских весах до начала и в конце опыта. Полученная разница в весе (в граммах) умножается на 585 кал. И, таким образом, определяется теплоотдача путем испа рения.

Одновременно с измерением тепловых потоков производится измерение температуры кожной поверхности. С этой целью могут быть использованы биотепломер и установка для измерения темпера туры кожи человека, разработанная во ВНИИГИНТОКСе. Эта уста новка может быть использована и для измерения температуры внут риобувного пространства. При измерении тепловых потоков и темпе ратур комплект датчиков крепится на кожу испытуемых, а разъем вы водится наружу и подвешивается к поясу. Во время опытов нельзя по правлять датчики на коже, производить на ней какие-либо замеры и т.п., так как это будет нарушать внутриобувной микроклимат, что по влечет за собой изменение уровней тепловых потоков, температуры кожи, вследствие чего будет получена неправильная информация о теплозащитных свойствах обуви [7].


Тепломеры и температурные датчики крепятся на коже в точках. Для суждения о теплообменных процессах и условиях тепло отдачи рассчитываются средневзвешенные значения температуры ко жи и теплового потока с поверхности тела человека. При определении абсолютного количества тела, отдаваемого организмом в окружаю щую среду, расчет производится на всю поверхность тела испытуемо го.

Средневзвешенная температура кожи, т.е. температура ряда областей с учетом той доли, которую каждая область занимает в об щей поверхности тела, вычисляется по следующей формуле:

Тс.в.т. = 0,07-Т°лба + 0,5-Т°груди + 0,05-Т°кисти + + 0,18-Т°бедра + 0,13- Гголени + 0,07- Т°стопы. (1.2) При расчете средневзвешенной температуры стопы темпера тура пальцев, тыла и свода стопы учитывается отдельно по формуле:

Т°стопы = 0,012-Т°палъцев стопы + 0,04-Т°тыла стопы + + 0,018-Т°свода стопы. (1.3) Температура тела измеряется в подмышечной впадине до на чала и после окончания опыта медицинским термометром.

Влажность внутриобувного пространства регистрируется с помощью термоэлектрических датчиков [7].

При проведении исследований регистрируются показатели ме теорологических условий внешней среды (температура, влажность и скорость движения воздуха). Результаты исследований выражаются в единицах международной системы средств измерений [7].

Влияние вида материалов наружных деталей заготовок из опойка и выростка хромового дубления на тепловое сопротивление незначительно. В большей степени это влияние сказывается, если на ружные детали изготовляются из шерстяных и полушерстяных тканей повышенной толщины. При использовании на наружные детали боти нок вместо опойка хромового дубления и других, близких по структу ре материалов той же толщины, разницы в показателях теплового со противления верха и всей обуви нет.

Однако в зависимости от материала подкладки тепловое со противление меха изменяется более чем в три раза. В наибольшей степени увеличивается тепловое сопротивление обуви при использо вании подкладки из толстых волокнистых или ворсовых материалов, например меха. Однако следует иметь в виду, что ворс меха легко сминается под давлением. При этом уменьшаются толщина ворса, суммарная толщина воздушных прослоек, ухудшается тепловое со противление сминаемого меха [8].

Влияние межподкладки из обычных материалов (бязи или миткаля) на теплозащитные свойства обуви несущественно, так как толщина этих тканей очень мала. При использовании других материа лов тепловое сопротивление обуви может быть повышено. Это дости гается за счет того, что межподкладка обуви изготавливается из утол щенного материала с большим количеством воздушных прослоек. Для межподкладки обуви повседневной носки были использованы хлопча тобумажные сетки, а капроновые сетки в два слоя, скрепленные зигза гообразной строчкой, - в качестве промежуточной детали передом и поднарядом в утепленных сапогах. Сетки в два - три слоя повышают тепловое сопротивление верха обуви в такой же степени, как и под кладка из шерстяных тканей. Использование в обуви подкладок с сет чатыми утеплителями с высоким сопротивлением истиранию позво ляет повысить долговечность обуви, сохранить теплозащитные свой ства обуви в процессе носки [8].

Комфортные условия в обуви определяются ее способностью поддерживать во внутриобувном пространстве необходимые влаж ность и температуру, которые, в свою очередь, зависят от выбранных для изготовления обуви материалов и ее конструкции. За результата ми научных данных, проведенными чешскими учеными было уста новлено, что относительная влажность во внутриобувном пространст ве составляет 40-60%, а температура 21-25 С [8].

В связи с широким применением синте тических материалов, эти данные требуют про верки.

AIR 8000 - это воздухопроницаемый ма териал. Используется для изготовления верха ботинка.

Воздухопроницаемость AIR 8000 в 11, раз выше, чем у любого обычного материала.

Через 24 часа ношения ботинка AIR 8000 будет пропускать 8021 г ис парений, тогда как стандартные материалы - всего 700 г. Таким обра зом, AIR 8000 вносит существенный вклад в формирование благопри ятного микроклимата внутри ботинка. Превосходная вентилируемость этого материала сокращает риск возникновения микоза, воспаления и мозолей. Эти материалы работают по теории теплопроводности (тео рии трех слоев) [9].

Первый - нижний слой - «ячеистый». Ячейки, которые приле гают к телу, отторгают конденсирующуюся влагу, а верхние ячейки работают на максимальное распределение ее по поверхности. Таким образом, увеличивается площадь испарений и не допускается переох лаждение.

Второй - термальный, изоляционный слой должен сохранять тепло и 'проводить конденсат. Самые лучшие материалы не только за держивают теплый воздух, но и обеспечивают необходимую вентиля цию, когда вы начинаете перегреваться.

Третий слой должен защищать от внешнего воздействия, со хранять тепло и проводить конденсат. Этот слой служит барьером на пути холодного воздуха изнутри, одновременно отбивает тепло назад по направлению к ноге.

При соединении различных функциональных слоев образуется многослойная система, которая обеспечивает стопу комфортными ус ловиями при любых температурах.

Многослойные теплозащитные материалы предназначены для верха и внутренних деталей зимней обуви. Они характеризуются вы сокими теплозащитными, физико-механическими и гигиеническими свойствами за счет использования в качестве промежуточного слоя металлизированных полимерных пленок [9].

Многослойный теплозащитный материал для верха зимней обуви включает в себя: лицевой слой - нетканое полотно из синтети ческих волокон с высоким модулем упругости, промежуточный слой легкоплавкая полимерная металлизированная пленка и изнаночный слой - обувной искусственный мех с ворсом из синтетических или шерстяных волокон.

Теплозащитный материал для внутренних и вкладных деталей зимней обуви, включает в себя: лицевой слой - иглопробивное нетка ное полотно из синтетических волокон с высоким модулем упругости и изнаночный слой - иглопробивное нетканое полотно из смесей син тетических волокон с льняными или шерстяными волокнами и про межуточный слой в виде металлизированной полимерной пленки [9].

В таблице 1.4 приведены основные характеристики много слойных теплозащитных материалов для внешних и внутренних дета лей зимней обуви.

По комплексу свойств разработанные материалы находятся на уровне известных импортных аналогов (например, фирмы «Норд», Канада).

Т а б л и ц а 1. Характеристики многослойных теплозащитных материалов Теплозащитный Теплозащитный Показатели материал для внут материал для верха ренних зимней обуви деталей обуви Толщина, мм 5,0 2, Тепловое сопротивление, м2С°/Вт 0,105 0, Гигроскопичность, % 2,5 8, Исследование показало, что необходимым условием решения проблемы улучшения комфортности обуви, особенно с верхом из раз личных искусственных и синтетических материалов, является разра ботка научного направления, заключающегося в целенаправленном формировании свойств пакетов материалов обувной заготовки на ста диях проектирования и изготовления обуви путем создания рацио нальной конструкции, подбора лучших в гигиеническом отношении сочетаний материалов верха и подкладки, обоснованного выбора спо соба сборки заготовки, метода и режимов формования и термофика ции, а также в разработке объективных методов оценки комфортности готовой обуви[7].

Даже самые малоподвижные люди очень много времени про водят на ногах. Ученые подсчитали, что в среднем в течение жизни человек проходит более 80 тысяч километров. Но такая дистанция по силам только тем, кто выбирает удобную обувь. Для зимних ботинок и сапожек этот критерий важен вдвойне. Вспомните наши дороги, тротуары, крылечки... Что же надо носить, чтобы «одолеть» любые, в том числе и зимние преграды?

По сообщениям средств массовой информации, сейчас в на шей стране ежегодно производится около 40 млн. пар обуви и почти 100 млн. привозят из-за рубежа. Значительную часть импорта состав ляет итальянская продукция. Около 20 процентов ее действительно изготовлено на родине Данко и Петрарки, остальное - в Юго Восточной Азии, на совместных предприятиях по итальянским техно логиям. Это, тем не менее, достаточно изящная обувь, и ее летние ва рианты устраивают многих. А вот с зимней обувью дело обстоит сложнее. Врачи-травматологи особенно клянут модели «ломаной ко лодки» с каблуком выше 10 см. Поклонницы такой обуви нередко по лучают сложные переломы [10].

К нашей зиме и нашим дорогам более приспособлены изделия северян - из Германии, Финляндии, Австрии. Производители этих стран выпускают обувь с учетом анатомических особенностей рос сийских ног - с широкой стопой, высоким подъемом. Немало россиян предпочитают местную продукцию. Она дешевле зарубежной в два три раза и, как правило, удобнее.

Но какую бы обувь мы ни выбирали - отечественную или им портную, за девятьсот рублей или за четыре тысячи, надо особенно придирчиво осмотреть подошву. Эксперты по меху, коже, изделиям из них Новосибирского центра метрологии, стандартизации и сертифи кации говорят, что подошва должна быть прочной, пластичной и ми нимально скользящей. Из современных подошвенных материалов наиболее подходящие - полиуретан и термопласт. Полиуретан хорошо удерживает тепло, не боится дорожной соли, но может не выдержать мороза более минус 15 градусов. Термопласт более морозостойкий, прекрасно служит и при минус 25 градусах, меньше скользит на льду.


Их можно различить даже «на взгляд» - полиуретан жесткий, стекло видный, термопласт напоминает пористую резину [11].

Имеют значение и рельефы подошвы. Как показывает практи ка, рифление «в разные стороны» более цепкое, успешнее борется со скользкой поверхностью. Что касается высоты каблука, то оптималь ным для зимы считается низкий, не выше 2 см. Он позволяет сохра нить устойчивость даже на скользкой дороге.

Также эксперты развенчали один миф об особенностях зимней обуви. Покупатели считают, что использование искусственного меха в носочной части сапога или ботинка снижает потребительские свойст ва обуви. Оказывается, это не так. Искусственный мех, прежде всего прибалтийский, - достаточно плотный, обогащенный натуральной шерстью и очень теплый. Он дольше носится, сохраняя пышность и густоту. В то время как иной натуральный мех вынашивается за сезон, что не делает обувь теплее. Искусственный мех обладает, к тому же, и меньшей растяжимостью, поэтому сапоги на искусственном меху лучше сохраняют форму [10].

Специалисты установили, что теплопотери интенсивнее про исходят через низ обуви, чем через верх. Во многом они зависят от материала. Кожаные сапоги на кожаной подошве значительно лучше сохраняют тепло, чем на искусственной коже, хотя сегодня встретить кожаную подошву в изделии можно разве что только в фирменной итальянской обуви, чаще применяются подошвы из искусственных материалов.

Кроме того, от метода крепления подошв зависит плотность всей конструкции низа обуви: степень сжатия деталей, наличие или отсутствие воздушных прослоек. Все это изменяет показатели тепло защитных свойств низа и влияет на показатель полного суммарного теплового сопротивления обуви. Наиболее распространенные методы крепления низа (клеевой, горячей вулканизации) в равной степени не обеспечивают высоких показателей теплозащитных свойств. Поэтому для повышения теплозащитных свойств обуви при химических мето дах крепления низа необходимо применять для низа материалы с наи более низкой теплопроводностью и с повышенной толщиной подошв.

Кроме того, данные исследований подтверждают, что при наличии металлических крепителей снижаются теплозащитные свойства низа.

Поэтому гвоздевой метод крепления монолитных резиновых подошв рекомендуется для зимней утепленной обуви лишь тогда, когда необ ходимо добиться повышенной износостойкости низа. Для повышения теплозащитных свойств низа обуви в этом случае необходимо приме нять дополнительные меры [11].

Для повышения теплозащитных свойств обуви применяют также стельки «Термостоп», выпускаемые предприятием «Сеньков Лен». Верхний слой стелек - 100% шерстяное полотно, нижний слой нетканое льняное полотно. Внешний вид стелек «Термостоп» пред ставлен на рис. 1.10.

При низких температурах влага, испаряющаяся с поверхности стопы, конденсируется и впитывается внутренними поверхностями обуви, увеличивая ее теплопроводность в несколько раз и усиливая охлаждение ног. Стельки "Сеньков-Лён" предотвращают впитывание влаги во внутренние поверхности обуви, поглощая влагу сами за счет своей гигроскопичности. А воздушные промежутки между волокнами льна являются естественной теплоизоляцией между стопой и подош вой. Благодаря этим воздушным промежуткам кожа стопы и зимой может "дышать".

Рис. 1.10. Стельки «Термостоп»

Особенно хорошей защитой от холода служат стельки "Сень ков-Лён" с дополнительным слоем натуральной шерсти [13].

Оценка теплозащитных свойств показала, что коэффициент теплопроводности для изученных материалов в сухом состоянии на ходится в интервале значений от 0,02 до 0,08 Вт/мград [10].

По увеличению коэффициента теплопроводности (ухудшению теплозащитных свойств) в сухом состоянии материалы располагаются в следующем порядке:

• мех натуральный и мех искусственный шерстяной на хлопча тобумажной основе - 0,02 Вт/мград;

• войлок и фетр - 0,03 Вт/мград;

• пенополиэтилен - 0,04 Вт/мград;

• льняное нетканое стелечное полотно - 0,05 Вт/мград;

• кожевенный картон и целлюлозный стелечный материал 0,06Вт/мград;

• кожа натуральная - 0,08 Вт/мград [10].

В результате проведенных экспериментов установлено, что с повышением влагосодержания коэффициент теплопроводности мате риалов увеличивается по-разному. При максимальном влагосодержа нии льняного стелечного материала (140% влаги) коэффициент теп лопроводности увеличился в 3 раза, меха натурального и меха искус ственного шерстяного на хлопчатобумажной основе (85% влаги) - в и 11 раз соответственно, кожи натуральной (56% влаги) - в 3 раза, войлока и фетра (50% влаги) - в 4 раза, кожевенного картона и целлю лозного стелечного материала (13% влаги) - в 2 раза [10].

Для практических целей был проведен сравнительный анализ теплозащитных свойств материалов после 8 ч контакта с водой. В ре зультате анализа оказалось, что наибольшее количество влаги впиты вает льняной стелечный материал (78%), и при этом значение коэф фициента теплопроводности - 0,07 Вт/м-град - наименьшее. Следова тельно, льняной стелечный материал лучше других материалов сохра няет свои теплозащитные свойства [10].

Матричные стельки «Экостеп» изготовлены из дублированно го льняного материала, представляющего собой композицию из льня ной ткани и нетканого льняного полотна. Уникальная матричная то пология нанесена по специальной технологии «AIRES» на целлюлоз ный стелечный картон, пластина которого является основанием стелек [14].

При взаимодействии матричной схемы стелек «Экостеп» с биологически активными зонами стопы происходит оптимальное пе рераспределение функциональной нагрузки всех отделов человече ского организма, мобилизируя локальные и системные регуляторные процессы [14].

Благодаря матричной схеме и льну, входящему в состав изде лия, стельки имеют ряд преимуществ:

• благоприятны для кожи человека - не раздражают кожу, при использовании льняных стелек снижается риск развития многих забо леваний кожи;

• поглощают влагу - льняное нетканое стелечное полотно, об ладая большой гигроскопичносью за счет развитой внутренней струк туры волокна, поглощает избыточную влагу, способствуя созданию комфортного микроклимата в закрытой обуви;

• зимой сохраняют тепло - при низких температурах влага, ис паряющаяся с поверхности стопы, конденсируется и впитывается внутренними поверхностями обуви, увеличивая ее теплопроводность в несколько раз и усиливая охлаждение ног. Стельки предотвращают впитывание влаги во внутренние поверхности обуви, поглощая влагу сами за счет своей гигроскопичности. А воздушные промежутки меж ду волокнами льна являются естественной теплоизоляцией между стопой и подошвой обладают антибактериальными и антигрибковыми свойствами - оба этих качества вызваны одной и той же причиной льняное волокно содержит в своём составе природные соединения фенолов. В отличие от искусственных фенолов, опасных для человека, природные фенолы льна ядовиты только для патогенных микроорга низмов, паразитирующих на коже человека. Кроме того, локальное воздействие матричной топологии повышает жизнеспособность кле ток кожи стопы, лишая при этом питания патогенные микроорганиз мы;

• амортизируют нагрузки - важной дополнительной особенно стью матричных стелек «Экостеп» является их способность прини мать форму, близкую анатомической форме стопы. То есть, спустя 2- дня использования, стельки примут индивидуальный анатомический силуэт стопы. Произойдет перераспределение ударных нагрузок по поверхности стопы, нога будет чувствовать себя более устойчиво, и, следовательно, снизиться риск получения травмы. Кроме того, стель ки скрадывают возможные недостатки внутренней стороны подошвы обуви;

• обладают антистатическим эффектом - имея небольшое со противление, пропускают статический заряд от тела человека непо средственно к подошве обуви, снижая вероятность появления искро вых статических разрядов, помогают сохранить обувь - поглощая из быточную влагу, препятствуют возникновению отека стопы. В ре зультате обувь дольше сохраняет внешний вид, и срок её службы уве личивается примерно в полтора раза [14].

В коллекцию Good year фирмы Billi (Италия) входят сапоги Yeti и ботинки – Outdoor и Performance. Сапоги Yeti отвечают всем требованиям, предъявляемым к обуви, предназначенной для тех об ластей профессиональной деятельности, где защита от пониженных температур и вредных воздействий внешней среды, а также комфорт являются главными критериями. Эта обувь благодаря голенищу тол щиной 7 мм из специального полиуретана и шерстяному антибактери альному утеплительному слою толщиной 10 мм отличается повышен ной морозоустойчивостью. Проведенные испытания показали, что температура внутри сапога составляет +15°С, когда на улице -30 °С;

также успешно прошли испытания при температуре -70 °С. Подошва из специального полиуретана и очень толстой резины обеспечивает абсолютную герметичность и поглощение энергии в области свода стопы. Исключительная устойчивость к скольжению, независимо от типа поверхности, достигнута за счет формы подошвы и возможности быстро присоединить 12 съемных шипов на стальных винтах для ис пользования обуви на льду. Дополнительную безопасность обеспечи вают проколостойкая подошва, а металлический подносок выдержи вает удар силой в 200 Дж. Эта модель идеально подходит для всех ви дов деятельности, связанных с добычей и переработкой нефти в усло виях пониженных температур, езды на снегоходах;

для водителей, ра ботающих в условиях сильного холода, почтальонов, работников служб путей сообщения;

для тех, кто находится в постоянном контак те с едкими веществами, — такими, как молочная, мочевая кислоты и т. д.;

работников сельского хозяйства, военнослужащих различных родов войск [15].

Обувь Toutterrain Yeti серии Outdoor предназначена для тех, кто желает оставаться активным, находясь, а тем более, работая на улице в холодную погоду. Она обладает теми же преимуществами, что и сапоги Yeti и отличается прекрасным качеством кожаного голе нища, усиленным швом, не пропускающим влагу, влагостойкими шнурками [15].

Ботинки Performance специально предназначены для тех, кто, находясь в постоянном контакте с холодом, снегом, жидкими продук тами, влагой, хочет избежать проблем, характерных для обычной обу ви, в которой затруднен доступ воздуха в районе щиколотки, что яв ляется причиной сильного потоотделения, а значит, моментального замерзания ног. Ботинки выполнены из высококачественного поли эфирного полиуретана, голенище из водоотталкивающей кожи или синтетической ткани (в зависимости от модели);

внутренний носок состоит из трех слоев, выполненных каждый из различных материа лов. Носок обеспечивает надежную защиту ног от холода при темпе ратуре -30 °С [15].

Ряд зарубежных фирм, выпускающих спецобувь, уже «вне дряют» во внутриобувное пространство вкладные стельки повышен ной комфортности. Это позволяет исправлять или корректировать на рушения опорной поверхности стопы. Благодаря вкладной ортопеди ческой стельке увеличивается опорная поверхность и площадь кон такта обуви со стопой, за счет чего уменьшается удельное давление и, соответственно, уменьшается утомляемость ног при ходьбе, что в свою очередь обеспечивает качество спецобуви [17].

Такая стелька необходима не только для людей с нарушением функции опоры и передвижения стопы, но и как профилактический элемент обуви, обеспечивающий ее комфортность и предупреждаю щий необратимую деформацию стоп при длительной дискомфортной эксплуатации обуви.

Если вкладную стельку с анатомически усредненным профи лем ложа для стопы изготовить из гигиенического материала с анти микробной обработкой, то практически все проблемы комфортности обуви могут быть решены, независимо от свойств материалов, ис пользуемых для ее производств. Усредненный рациональный профиль вкладной профилактической стельки является важным фактором соз дания комфортной обуви любого назначения для носчиков без клини ческой патологии в анатомии стопы. Именно в этом направлении и проводятся исследования в области разработки комфортной обуви.

Причем ее качество обеспечивается уже на стадии проектирования с учетом медико-технических требований [17].

Для создания комфортности стопе при воздействии на неё низких температур большую роль играет внутренняя обувь (носки, гольфы, чулки, колготы и пр.).

В настоящее время происходит прогрессирующее обновление ассортимента материалов для внутренней обуви, которые в большин стве случаев обладают улучшенными физико-гигиеническими свойст вами и отличаются высокой химической стабильностью, мало теряют свои качества в процессе носки.

Однако все материалы, используемые для изготовления внут ренней обуви, должны подвергаться гигиенической оценке с целью отбора образцов для конкретного изделия. Сравнительный анализ разных физико-гигиенических свойств материалов может помочь при оптимизации выбора материалов для производства спортивной обуви, а также определении правильного направления при разработке новых материалов.

С учетом трудоемкости и надежности различных методов, достоверности и точности получаемых результатов признано целесо образным оценивать комфортность прямым измерением температуры стопы, особенно для выявления степени обжатия, а также температу ры и влажности внутриобувного пространства в процессе эксплуата ции внутренней обуви.

Изучение окисляемости воздуха над материалами, используе мых для изготовления внутренней обуви, выявило относительную хи мическую стабильность почти всех образцов.

Исследование показало, что в комплекс направлений гигиени ческой оценки внутренней обуви наряду с всесторонним анализом ма териалов, анкетированием по итогам опытной носки должно входить исследование влажности и температуры внутриобувного пространст ва, динамики температуры кожи стопы в процессе носки.

Научно обоснованно, что защиту стопы от холода и комфорт ность стопе обеспечивает внутренняя обувь из чистой овечьей шер сти. Целебные свойства овечьей шерсти широко известны и использо вались многими поколениями в разных странах мира. В овечьих шку рах выхаживали тяжелых больных, недоношенных детей. Овечья шерсть поглощает влаги на 30 % больше, чем хлопок или другие ма териалы [16].

Как доказали ученые, мало что может сравниться по целебно сти с овечьей шерстью. После ряда исследований они пришли к сле дующему выводу: «Свойство овечьей шерсти - снимать боль - основа но на пяти дополняющих и усиливающих друг друга принципах воз действия: химическом, электростатическом, массажном, согревающем и влаговыводящем» [16].

Химическое воздействие: шерсть содержит особое вещество ланолин, входящее во все антиаллергические, противовоспалительные препараты, способствующие заживлению ран и переломов. Овечья шерсть содержит ланолин в большем количестве, чем шерсть других животных. Именно, благодаря этому веществу, шерстяные волокна непосредственно воздействуют на рецепторы кожи и ускоряют реге нерационные процессы в клетке в целом в поясничной области, сни мая при этом болевые ощущения.

Электростатическое воздействие: в процессе эксплуатации шерстяные волокна трутся друг об друга и создают электростатиче ское поле, которое благотворно влияет на человека, оказывает силь ный оздоровительный эффект.

Массажное воздействие: волокна шерсти, непосредственно прилегая к коже, осуществляют микромассаж, что приводит к усиле нию микроциркуляции крови.

Согревающее свойство: шерсть имеет очень сложную струк туру, состоящую из пористых клеток, с большим количеством воз душных полостей. Это придает шерсти уникальные теплоизоляцион ные свойства, а также мягкость и легкость, что обеспечивает огромное преимущество перед другими материалами. Прогревание не только улучшает микроциркуляцию крови, но и благотворно влияет на внут ренние органы.

Влаговыводящее свойство: овечий мех поглощает 33% влаги (для сравнения, хлопок поглощает 8%, синтетика 0%) и прекрасно ис паряет ее, оставаясь при этом сухой [16].

Примером внутренней обуви, защищающей стопу от воздейст вия низких температур, служат носки «Артемида» согревающие с массажной стопой. Носки произведены в Италии, по заказу компании ООО «АРТЕМИДА-М» [16].

Носки имеют специальное «точечное» покрытие на ступне.

Воздействуя на активные точки, оно улучшает кровообращение, что способствует профилактике многих заболеваний. Носки шерстяные изготовлены из овечьей шерсти и ангоры, обладают массажирующими и согревающими свойствами. Состав: полиамид - 30%, овечья шерсть - 30%, ангора - 40%. Овечья шерсть замечательно поглощает и испа ряет влагу, сама оставаясь сухой. Шерсть богата ланолином, обла дающим противовоспалительными и согревающими свойствами и ус коряющим заживление ран и переломов. Врачи подтверждают неоце нимое влияние такой обуви на здоровье человека. Стопа не деформи руется, обувь «дышит». Такая внутренняя обувь оказывает и массаж ное действие. За счет трения создается электростатическое поле, ко торое способствует улучшению циркуляции крови [16].

Носки от ведущих производителей с маркой «Recommended for Gore-Tex» («Рекомендовано для Gore-Tex»). Для того чтобы добиться максимального использования дышащих свойств подкладки с Gore Tex, необходимо использовать носки, которые также создавались спе циально для вашего комфорта. В таких носках используются только плоские швы, они достаточно плотные, и содержат волокна, которые впитывают и отводят влагу от кожи человека к мембране Gore-Tex, где она может покинуть ботинок через мембрану. Подходящие носки позволяют ногам дольше оставаться в комфорте и сухости и избегать мозолей [9].

Глава Анализ существующих проблем оценки теплозащитных свойств обуви 2.1 Понятие теплового комфорта Тепловой комфорт и тепловое состояние – понятия взаимосвя занные. Комфорт означает термически нейтральное состояние, т.е. в условиях температурного комфорта механизмы теплорегуляции не испытывают напряжения. Большинство авторов [7, 80, 23] определяют тепловой комфорт по теплоощущениям и температуре кожи. На каж дом квадратном миллиметре кожи имеется примерно 15 рецепторов, воспринимающих холод. Человек ощущает комфортное тепловое со стояние в тех случаях, когда средневзвешенная температура его кожи находится в пределах 31,0–34,5°С. При температуре кожи меньше 31°С человек испытывает неприятное чувство холода. Если рассмат ривать комфорт, исходя из физиологического состояния различных участков поверхности тела, то за критерий этой оценки прежде всего следует принять температуру поверхности кожи. Для условий ком форта она соответствует следующим величинам: ( в °С): лоб – 34,4 ± 0,5;

грудь – 33,6 ± 0,3;

живот – 34,2 ± 0,3;

спина – 33,4 ± 0,2;

поясница – 34,3 ± 0,4;

плечо – 33,0 ± 0,3;

предплечье – 32,6 ± 0,4;

кисть – 31,5 ± 0,5;

бедро – 32,8 ± 0,2;

голень – 30,5 ± 0,3. Несмотря на относительно небольшие размеры стопы (масса стопы составляет 2% от веса, а пло щадь 3,2% от общей поверхности тела человека), температурное поле ее неоднородно. Характер распределения температуры на поверхно сти стопы представлен в таблице 2.1 [105].

Т а б л и ц а 2. Температурная топография стопы в условиях комфорта Температурный интервал, Средняя температура, Участок стопы °С °С 1. Голень 30–32,3 31, 2. Тыл стопы 26,7–31,5 29, 3. Пальцы стопы 19,8–33,2 26, 4. Стопа в целом 29,3–30,6 30, Среднюю температуру стопы можно определить по уравнению Tст = 0,25Tпод. + 0,58Tтыл. + 0,17Tб.пальца. (2.1) Критерием теплового комфорта стопы человека приняты: тем пература стопы 27-33°С, внутриобувного воздуха 21-25°С [49].



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.